宏观碳纳米管组装体中受控的synthetic手性
光学
2023-01-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
人们日益认识到，成功利用手性自由度可为 diverse 研究领域带来新的科学和技术机遇。因此，人们正在寻求以简单且可重复的方式创建具有可控手性的人工物质的方法。在此，我们报告了两种直接方法的开发，用于制备具有可调且巨大圆二色性（CD）的有序碳纳米管（CNTs）晶圆级手性结构。两种方法均采用简单途径，（i）机械旋转和（ii）扭转堆叠，基于受控真空过滤，且不涉及任何复杂的纳米加工工艺。我们使用外消旋 CNTs 混合物作为起始材料，因此手性 CNTs 的固有手性并非所观察手性的成因。特别地，通过在（ii）中控制堆叠角和手性，我们能够使 CD 响应最大化，并实现创纪录的高深紫外椭圆率 40 1 mdeg/nm。我们使用传输矩阵法的理论模拟再现了实验观察到的 CD 光谱的显著特征，并进一步预测具有优化厚度的扭转堆叠 CNTs 薄膜将展现出高达 150 mdeg/nm 的椭圆率。所创建的晶圆级物体代表了一类由有序量子线组成的新型 synthetic 手性物质，其宏观性质由范霍夫奇点等微观电子特征支配。这些具有工程化手性的人工结构不仅将为揭示新手性现象提供平台，还将为开发高性能手性光子与光电器件开辟新机遇。
引用
@article{arxiv.2301.12311,
title = {Controlled synthetic chirality in macroscopic assemblies of carbon nanotubes},
author = {Jacques Doumani and Minhan Lou and Oliver Dewey and Nina Hong and Jichao Fan and Andrey Baydin and Yohei Yomogida and Kazuhiro Yanagi and Matteo Pasquali and Riichiro Saito and Junichiro Kono and Weilu Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12311},
year = {2023}
}
备注
Main text: 4 figures, 21 pages; SI: 9 figures, 1 table, 11 pages